小學(xué)探究教案
發(fā)表時(shí)間:2020-04-24探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。
2.1實(shí)驗(yàn):探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律
一、學(xué)習(xí)目標(biāo):
1.進(jìn)一步熟悉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理和使用方法。
2.學(xué)會(huì)使用打了點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)情況。
二、學(xué)習(xí)重點(diǎn):
1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的的使用。
2.紙帶上數(shù)據(jù)的處理。
學(xué)習(xí)難點(diǎn):對(duì)紙帶的處理。
三、知識(shí)鏈接:
1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原理
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器,它的工作電壓是4~6V,電源
頻率是50Hz,它每隔0.02s打一次點(diǎn)。電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電在紙帶上打出
小孔而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器,使用220V交流電壓,當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí),它每
隔0.02s打一次點(diǎn)。
2.注意事項(xiàng)
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上應(yīng)打出輕重合適的小圓點(diǎn),如遇到打出的是短橫線,應(yīng)
調(diào)整一下振針距復(fù)寫(xiě)紙片的高度使之增大一點(diǎn)。
②使用計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí),應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定后,再釋放紙帶。
③釋放物體前,應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置。
④使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí),應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好,墨粉紙盤(pán)夾在兩紙帶之
間,使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),應(yīng)讓紙帶通過(guò)限位孔,壓在復(fù)寫(xiě)紙下面。
四、學(xué)習(xí)過(guò)程(實(shí)踐體驗(yàn)20分鐘)
(一)、根據(jù)課本圖2。1—1思考并回答以下問(wèn)題。
1.本實(shí)驗(yàn)所需實(shí)驗(yàn)器材是:
。2.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端,連接好電路。
(2)把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上,細(xì)繩跨過(guò)滑輪,下邊掛上臺(tái)適的鉤碼,把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并把它的一端固定在小車(chē)的后面。實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖。
(3)把小車(chē)放在處,先接通,放開(kāi),讓小車(chē)運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)。換上新紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。
3.?dāng)?shù)據(jù)處理
(1)從三條紙帶中選擇一條比較理想的使用,舍掉開(kāi)頭的比較密集的點(diǎn)子,在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)開(kāi)始點(diǎn),我們把每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位,也就是T=0.02×5=0.1s,在選好的開(kāi)始點(diǎn)下面標(biāo)明0,在第六點(diǎn)下面標(biāo)明1,在第十一點(diǎn)下面標(biāo)明2,在第十六點(diǎn)下面標(biāo)明3……標(biāo)明的點(diǎn)O,1,2,3……叫做記數(shù)點(diǎn),兩個(gè)相鄰記數(shù)點(diǎn)間的距離分別是S1,S2,S3
(2)測(cè)出各段位移S1,S2,S3,……S6的長(zhǎng)度,把測(cè)量結(jié)果填入課本表中。
(3)根據(jù)測(cè)量結(jié)果,計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度也填入課本的表中
思考:1、鉤碼的質(zhì)量適當(dāng)大一些,還是可以不做要求,為什么?
2、在本實(shí)驗(yàn)中,計(jì)算一下各連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)位移之差。從中你是否會(huì)發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?
(二)、作出速度—時(shí)間圖象
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五、達(dá)標(biāo)檢測(cè):
1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用__________(交流?直流?)電源的________儀器,它的工作電壓是__________伏特。當(dāng)電源頻率是50赫茲時(shí),它每隔________s打一次點(diǎn)。
2.根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,我們可以從紙帶上直接得到的物理量是()
A.時(shí)間間隔B.位移c.加速度D.平均速度。
3.關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)的下列說(shuō)法中,哪些是正確的?()
A.用計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算,既方便,又可減小誤差:
B.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔戍是相等的;
C.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離麻當(dāng)是相等的;
D.計(jì)數(shù)點(diǎn)是從計(jì)時(shí)器打出的實(shí)際點(diǎn)中選出來(lái),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間點(diǎn)痕的個(gè)數(shù)相等。
4.本實(shí)驗(yàn)中,關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔的下列說(shuō)法中正確的有()
A.每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則計(jì)數(shù)點(diǎn)問(wèn)的時(shí)間間隔為0.10秒;
B.每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是O.08秒:
C.每隔五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則計(jì)數(shù)點(diǎn)問(wèn)的時(shí)間間隔為0.08秒;
D.每隔五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.10秒:
E.每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.08秒。
5.接通電源與讓紙帶(隨物體)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),這兩個(gè)操作的時(shí)間關(guān)系應(yīng)當(dāng)是:()
A.先接通電源,后釋放紙帶:B.先釋放紙帶,后接通電源;
C.釋放紙帶的同時(shí)接通電源;D.先接通電源或先釋放紙帶都可以。
6.當(dāng)紙帶與運(yùn)動(dòng)物體連接時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出點(diǎn)痕,下列關(guān)于紙帶上的點(diǎn)痕說(shuō)法中,哪些是正確的?
A.點(diǎn)痕記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:
B,點(diǎn)痕記錄了物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移;
C.點(diǎn)在紙帶上的分布情況,反映了物體的質(zhì)量和形狀;
D.紙帶上點(diǎn)痕的分布情況,反映物體的運(yùn)動(dòng)情況。
7.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振針打點(diǎn)的周期,決定于:()
A.交流電壓的高低;B.交流電的頻率;
C.永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱;D.振針與復(fù)寫(xiě)紙的距離。
8.采取下列哪些措施,有利于減少紙帶受到摩擦而產(chǎn)生的誤差?()
A.改用直流6伏電源;B.電源電壓越低越好;
C.用平整的紙帶,不用皺折的紙帶;D.紙帶理順攤平,不讓它卷曲、歪斜。
8.如圖所示的四條紙帶,是某同學(xué)練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得劍的紙帶的右端后通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。從點(diǎn)痕的分布情況可以斷定:紙帶________是勻速通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的,紙帶______是越走越快的,紙帶——是先越走越快,后來(lái)又越走越慢。
9.若所用電源頻率是50赫,圖中D紙帶,從A點(diǎn)通過(guò)計(jì)時(shí)器到B點(diǎn)通過(guò)計(jì)時(shí)器,歷時(shí)____s,位移為_(kāi)______米,這段時(shí)間內(nèi)紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度是_____m/s。BC段的平均速度是_________m/s,而AD段的平均速度是_______m/s。
10.在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出了一系列的點(diǎn),其中a、b、c、d,e、f、g、h是連續(xù)的8個(gè)點(diǎn)。若選a點(diǎn)為第1計(jì)數(shù)點(diǎn),將刻度尺的零刻度對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)a時(shí),可測(cè)得ab=O.9cm,ac=2cm,ad=3.3cm,ae=4.8cm,水6.5cm,ag=8.4cm,ah=10.5cm,因?yàn)開(kāi)_______,所以物體的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng).若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為O.02s,則b點(diǎn)的瞬時(shí)速度為_(kāi)_______,g點(diǎn)的瞬時(shí)速度為_(kāi)______,物體運(yùn)動(dòng)的加速度為_(kāi)________。
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實(shí)驗(yàn):探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律教案分析
知識(shí)與技能
1.根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并熟練操作.
2.會(huì)應(yīng)用已學(xué)知識(shí)處理紙帶,求各點(diǎn)瞬時(shí)速度.
3.會(huì)用表格法處理數(shù)據(jù),并合理猜想.
4.巧用圖象處理數(shù)據(jù),觀察規(guī)律
5.掌握畫(huà)圖象的一般方法,并能用簡(jiǎn)潔語(yǔ)言進(jìn)行闡述.
過(guò)程與方法
1.初步學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),完成某種規(guī)律的探究方法.
2.對(duì)打出的紙帶,會(huì)用近似的方法得出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度.
3.初步學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行猜想、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法.
4.認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)化繁為簡(jiǎn)的工具作用,直觀地運(yùn)用物理圖象展現(xiàn)規(guī)律,驗(yàn)證規(guī)律.
5.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程,進(jìn)一步熟練打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用,體驗(yàn)瞬時(shí)速度的求解方法.
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過(guò)對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)思考問(wèn)題的習(xí)慣,并鍛煉其思考的全面性、準(zhǔn)確性與邏輯性.
2.通過(guò)對(duì)紙帶的處理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖象展現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,能使學(xué)生靈活地運(yùn)用科學(xué)方法研究問(wèn)題、解決問(wèn)題、提高創(chuàng)新意識(shí).
3.在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的猜測(cè)過(guò)程中,提高學(xué)生合作探究能力.
4.在對(duì)現(xiàn)象規(guī)律的語(yǔ)言闡述中,提高了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力,還體現(xiàn)了各學(xué)科之間的聯(lián)系,可引申到各物體間的關(guān)聯(lián)性,使自己融入社會(huì).
5.通過(guò)經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探索過(guò)程,體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律探索的方法.
教學(xué)重點(diǎn):
1、圖象法研究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律
2、對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化規(guī)律的探究
教學(xué)難點(diǎn):
1、各點(diǎn)瞬時(shí)速度的計(jì)算
2、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理規(guī)律的研究
教學(xué)過(guò)程
新課引入
物體的運(yùn)動(dòng)通常是比較復(fù)雜的。放眼所見(jiàn),物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律各不相同。在生活中,人們跳遠(yuǎn)助跑、水中嬉戲……在自然界了,雨滴下落,獵豹捕食,螞蟻搬家……這些運(yùn)動(dòng)中多有速度的變化。
物體的速度變化存在規(guī)律嗎?怎樣探索復(fù)雜運(yùn)動(dòng)蘊(yùn)含的規(guī)律?怎樣探索復(fù)雜運(yùn)動(dòng)蘊(yùn)含的規(guī)律呢?
要探究一個(gè)物體隨時(shí)間變化的規(guī)律,必須知道物體在不同時(shí)刻的速度。直接測(cè)量瞬時(shí)速度是比較困難的,我們可以借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先記錄物體在不同時(shí)刻的位置,在通過(guò)對(duì)紙帶的分析,計(jì)算得到各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度。
新課教學(xué)
一、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
1、步驟(略)
2、實(shí)驗(yàn)注意問(wèn)題
①開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí),應(yīng)使小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
②先接通電源,再釋放小車(chē),當(dāng)小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)及時(shí)關(guān)閉電源
③需防止鉤碼落地和小車(chē)與滑輪相撞,當(dāng)小車(chē)到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它
④鉤碼個(gè)數(shù)適當(dāng),以免a過(guò)大點(diǎn)太少。應(yīng)以50cm的紙帶取得20~40個(gè)連續(xù)點(diǎn)為佳
二、數(shù)據(jù)分析
1、紙帶的選取和處理
①多條紙帶中選取一條點(diǎn)跡清晰且點(diǎn)跡排成直線的紙帶進(jìn)行處理。
②舍掉開(kāi)頭一段過(guò)于密集的,找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)做計(jì)時(shí)起點(diǎn),為了減少測(cè)量誤差和便于計(jì)算,每隔4個(gè)“計(jì)時(shí)點(diǎn)”選取一個(gè)“計(jì)數(shù)點(diǎn)”進(jìn)行測(cè)時(shí),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1秒
③測(cè)量距離時(shí)從選取的計(jì)時(shí)起點(diǎn)到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離
提問(wèn):瞬時(shí)速度的計(jì)算方法
2、數(shù)據(jù)處理:用描點(diǎn)法做速度—時(shí)間圖象
①把各點(diǎn)的瞬時(shí)速度填入下表
位置編號(hào)
0
1
2
3
4
5
時(shí)間t/s
速度
②做v—t圖象
⑴建立坐標(biāo)系,縱坐標(biāo)軸為速度v,橫坐標(biāo)軸為時(shí)間t
⑵對(duì)坐標(biāo)軸進(jìn)行適當(dāng)分度,使測(cè)量結(jié)果差不多布滿坐標(biāo)系
⑶描出測(cè)量點(diǎn),應(yīng)盡可能清晰
⑷用一條光滑的曲線(直線)連接坐標(biāo)系中的點(diǎn)
明顯偏離的點(diǎn)視為無(wú)效點(diǎn),連線時(shí)應(yīng)使連線兩側(cè)的點(diǎn)分布大致相同
出示一組數(shù)據(jù)讓學(xué)生在黑板上描出圖象
⑸從最終結(jié)果看出小車(chē)的v—t圖象是一條傾斜的直線
三、對(duì)v—t圖象的認(rèn)知
1、圖象的物理意義:反映了速度隨時(shí)間變化的規(guī)律不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡
2、可以從圖象上得到任一時(shí)刻的速度
四、例題分析
例1、為了計(jì)算加速度,最合理的方法是…………………………()
A、根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度公式算出加速度
B、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出v—t圖,量出其傾角,由公式求出加速度
C、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出v—t圖,由圖線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間,由公式求出加速度
D、依次算出通過(guò)連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度,算出平均值作為小車(chē)的加速度
例2、一輛汽車(chē)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后,以一定的初速度86km/h沖上一段傾斜的長(zhǎng)直公路,每隔5s讀取一次汽車(chē)速度表的示數(shù),記錄如下切做了響應(yīng)的單位換算:
時(shí)間t/s
0
5
10
15
20
25
30
速度v/(km/h)
86
81
76
70
65
59
54
速度v/(m/s)
23.4
22.5
21.1
19.4
18.1
16.4
15.0
由以上數(shù)據(jù)用描點(diǎn)法作出汽車(chē)速度與時(shí)間關(guān)系的圖線。
作業(yè):書(shū)后習(xí)題1、2、3、4
5、如圖所示,是某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v—t圖象,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)盡可能詳細(xì)地描述質(zhì)點(diǎn)分別
在AB、BC、CD段的運(yùn)動(dòng);
(2)質(zhì)點(diǎn)在2s末的速度多大?
2.1實(shí)驗(yàn):探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律學(xué)案
2.1實(shí)驗(yàn):探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并熟練操作。
2、會(huì)運(yùn)用已學(xué)知識(shí)處理紙帶,求各點(diǎn)瞬時(shí)速度。
3、會(huì)用表格法處理數(shù)據(jù),并合理猜想。
4、巧用v-t圖象處理數(shù)據(jù),觀察規(guī)律。
5、掌握畫(huà)圖象的一般方法,并能用簡(jiǎn)潔語(yǔ)言進(jìn)行闡述。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
1、各點(diǎn)瞬時(shí)速度的計(jì)算。
2、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、規(guī)律的探究。
【典型例題】
例1、在探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,得到一條記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,如圖所示。圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén)=0.1s。
⑴根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù),計(jì)算B、C、D各點(diǎn)的數(shù)據(jù),填入表中。
⑵在坐標(biāo)紙上作出小車(chē)的v-t圖像。
(3)由v-t可知小車(chē)的加速度為?
位置編號(hào)ABCDE
時(shí)間t/s00.10.20.30.4
瞬時(shí)速度v/(ms-1)
例2、某校實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?cè)谘芯縿蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,算出小車(chē)經(jīng)過(guò)各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度如下表:
計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)123456
計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻(s)0.100.200.300.400.500.60
通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度(cm/s)44.062.081.0100.0110.0168.0
為了計(jì)算加速度,下面幾種做法最合理的是()
A.根據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度用公式算出加速度
B.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出v-t圖,量出其傾角,由公式a=求出加速度
C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出v-t圖,由圖線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間,用公式算出加速度
D.依次算出通過(guò)連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度,算出平均值作為小車(chē)的加速度
【當(dāng)堂訓(xùn)練】
1.在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,如圖所示,為一次記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的記數(shù)點(diǎn),相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s。
⑴根據(jù)_______可判定小車(chē)做_________運(yùn)動(dòng)。
⑵根據(jù)________計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度,且vA=,vB=,vC=,vD=,vE=。
⑶在圖所示的坐標(biāo)中作出小車(chē)的v一t,圖線,并根據(jù)圖線求出a=_____。
⑷將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,交點(diǎn)的速度是_______,此速度的物理意義是_______。
2.在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)操作以下實(shí)驗(yàn)步驟,其中錯(cuò)誤或遺漏的步驟有(遺漏步驟可編上序號(hào)G、H……)
A.拉住紙帶,將小車(chē)移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處放開(kāi)紙帶,再接通電源
B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上,并接好電路
C.把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上,細(xì)繩跨過(guò)定滑輪,下面吊著適當(dāng)重的鉤碼
D.取下紙帶
E.將平板一端抬高,輕推小車(chē),使小車(chē)能在平板上做勻速運(yùn)動(dòng)
F.將紙帶固定在小車(chē)尾部,并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔
將以上步驟完善后寫(xiě)出合理的步驟順序。
【學(xué)后反思】
___________________________________________________________________
1實(shí)驗(yàn):探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律
第二章:勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究
§1實(shí)驗(yàn):探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律
●教學(xué)目標(biāo):
一、知識(shí)與技能
(一)能熟練使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。
(二)會(huì)根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并完成操作。
(三)會(huì)處理紙帶求各點(diǎn)瞬時(shí)速度。
(四)會(huì)設(shè)計(jì)表格并用表格處理數(shù)據(jù)。
(五)會(huì)用v-t圖像處理數(shù)據(jù),表示運(yùn)動(dòng)規(guī)律
(六)掌握?qǐng)D象的一般方法,并能用語(yǔ)音描述運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
二、過(guò)程與方法
(一)初步學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究某種規(guī)律的研究方法。
(二)經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并做好調(diào)整。
(三)初步學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀:
(一)體會(huì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路,體會(huì)物理學(xué)的研究方法。
(二)培養(yǎng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出分析判斷并得出結(jié)論。
●教學(xué)過(guò)程
【教師提出問(wèn)題】探究目的:
探究小車(chē)在重物牽引下的運(yùn)動(dòng),研究小車(chē)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。
【讓學(xué)生猜想】小車(chē)的速度隨時(shí)間變化有幾種可能:
變化先快后慢;先慢后快;均勻變化等??山Y(jié)合速度圖象描述猜想。
【讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】提示如何測(cè)量出不同時(shí)刻的物體運(yùn)動(dòng)速度;最后確定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度。
【教師引導(dǎo)學(xué)生討論】實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意事項(xiàng):
1、開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí),應(yīng)使小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。
2、先接通電源,計(jì)時(shí)器工作后,再放開(kāi)小車(chē),當(dāng)小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)及時(shí)斷開(kāi)電源。
3、要防止鉤碼落地和小車(chē)跟滑輪相撞,當(dāng)小車(chē)到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它。
【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)過(guò)程:
1、附有滑輪的長(zhǎng)度板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端,連接好電路。
2、用一條細(xì)繩栓住小車(chē)使細(xì)繩跨過(guò)滑輪,下邊掛上適量的鉤碼,讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并把紙帶的一端固定在小車(chē)的上面。
3、把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,接通電源后釋放小車(chē),讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)。換上新的紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。
【學(xué)生活動(dòng)】處理數(shù)據(jù)
【教師引導(dǎo)學(xué)生討論】處理數(shù)據(jù)過(guò)程中注意事項(xiàng):
1、紙帶要選擇打出的點(diǎn)清晰的
2、舍掉開(kāi)始過(guò)于密集的點(diǎn)
3、用每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間為時(shí)間單位
即T=0.02×5s=0.10s這樣既可方便計(jì)算,又可減少誤差。
參考表格一:
計(jì)數(shù)點(diǎn)編號(hào)
0
1
2
3
4
5
6
時(shí)間t(s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間
S01
S12
S23
S34
S45
S56
距離s(m)
對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)速度m/s
參考表格二:
計(jì)數(shù)點(diǎn)編號(hào)
0
1
2
3
4
5
6
時(shí)間t(s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0的距離s(m)
相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離S(m)
S01
S12
S23
S34
S45
S56
各計(jì)數(shù)點(diǎn)速度(m/s)
v1=
v2=
v3=
v4=
v5=
4、不要直接去測(cè)量?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離而是要測(cè)量出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)時(shí)零點(diǎn)的距離。
5、速度的計(jì)算方法:各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度是用計(jì)數(shù)點(diǎn)內(nèi)的平均速度來(lái)代替:
v1=v2=
【學(xué)生活動(dòng)】做出物體的速度——時(shí)間圖象。
精講:運(yùn)用圖象來(lái)處理物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),這是一個(gè)難點(diǎn),作圖象時(shí)要標(biāo)明橫縱坐標(biāo)軸代表的物理意義,選擇合適的標(biāo)度,以各點(diǎn)瞬時(shí)速度為縱軸,時(shí)間t為橫軸,不在同一直線上的點(diǎn)盡量均勻分布在直線的兩側(cè)。
【學(xué)生活動(dòng)】得出小車(chē)運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。
在第一章,我們學(xué)習(xí)了通過(guò)v-t圖象計(jì)算加速度,你能利用所學(xué)知識(shí)去分析你作出的圖像嗎?
①(時(shí)間增加相同的△t,速度也會(huì)增加相同的△v)
②從函數(shù)關(guān)系:v=kt+bv與t線性關(guān)系。小車(chē)的速度隨時(shí)間均勻增加(變化)小車(chē)做勻變速(a不變)的直線運(yùn)動(dòng)。
【創(chuàng)新拓展】
1、某同學(xué)用以下方法繪制的小車(chē)的v-t圖象,先把紙帶每隔0.1s剪斷,得到若干短紙條,再把這些紙條并排貼在一張紙上,使這些紙條下端對(duì)齊,作為時(shí)間軸,標(biāo)出時(shí)間,最后將紙條上端中心連起來(lái),于是得到v-t圖象。請(qǐng)你按以上辦法繪制這個(gè)圖象。這樣做有道理嗎?說(shuō)說(shuō)你的看法。
(剪下的紙條長(zhǎng)度表示0.1秒時(shí)間內(nèi)位移大小,可近似認(rèn)為速度v=,紙條長(zhǎng)度可認(rèn)為表示速度。)
2、某組同學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端的木板墊高,使木板有一傾斜角度,是否對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響?畫(huà)出的圖象有什么不同?(無(wú);圖象與時(shí)間軸的夾角不同)
【練習(xí)反饋】
1、在探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,下列哪些器材是本實(shí)驗(yàn)必須的?___
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器②天平③低壓直流電源④細(xì)繩⑤紙帶⑥小車(chē)⑦鉤碼⑧秒表⑨一端有滑輪的長(zhǎng)木板
(①④⑤⑥⑦⑨)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪€需器材是:(低壓交流電源刻度尺)
2、在實(shí)驗(yàn)“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”中,我們采用的正確方法是:
A舍掉開(kāi)頭過(guò)于緊密的點(diǎn),找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)。
B、為了實(shí)驗(yàn)精確,選取紙帶上第一個(gè)點(diǎn)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)
C、每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔只能取0.1s。
D、每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔可視打點(diǎn)密度而定,可取0.02s、0.04s、…n×0.02s均可。
(AD)
3、圖中給出了從0點(diǎn)開(kāi)始每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶。0,1,2,3,4,5,6均為計(jì)數(shù)點(diǎn)。(每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出)。
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S1=1.40cmS2=1.90cmS3=2.38cmS4=2.88cmS5=3.39cmS6=3.78cm
那么①計(jì)時(shí)器在打出1,2,3等點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度分別為:
v1=cm/s;v2=cm/s;v3=cm/s;v4=cm/s;v5=cm/s
②在坐標(biāo)紙上畫(huà)出v-t圖象
③分析小車(chē)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。
參考答案:
(v1=16.50cm/sv2=21.40cm/sv3=26.30cm/sv4=31.35cm/sv5=36.30cm/s)
(小車(chē)的速度隨時(shí)間均勻增加)。
探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系
第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究
本章設(shè)計(jì)
本章是在學(xué)習(xí)了描述物體運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理量:位移、速度、加速度等概念的基礎(chǔ)上,用實(shí)驗(yàn)探究的方法,具體研究一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.這種研究不是從抽象的概念出發(fā),而是讓學(xué)生探究小車(chē)在重物牽引下做的變速運(yùn)動(dòng),學(xué)生觀察、記錄小車(chē)的速度隨時(shí)間變化情況.從這個(gè)實(shí)例出發(fā),教材引導(dǎo)我們研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系和位移與時(shí)間的關(guān)系以及速度與位移的關(guān)系.最后研究一種簡(jiǎn)單的勻加速直線運(yùn)動(dòng),即常見(jiàn)的自由落體運(yùn)動(dòng),領(lǐng)會(huì)伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究方法對(duì)近代科學(xué)的影響.
本章的特點(diǎn)是概念多、公式多和規(guī)律多.要教給學(xué)生在學(xué)習(xí)中不能死記硬背這些概念、公式和規(guī)律,重要的是領(lǐng)會(huì)概念的實(shí)質(zhì)和把握公式規(guī)律的來(lái)龍去脈.如:對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律和概念的矢量性的掌握.要列舉一些具體實(shí)例,通過(guò)對(duì)實(shí)際物理現(xiàn)象的分析、物理情景的構(gòu)建和物理過(guò)程的認(rèn)識(shí),逐漸掌握物理規(guī)律,這樣學(xué)到的知識(shí)將不再是枯燥生硬的結(jié)論.在掌握相關(guān)規(guī)律的同時(shí),通過(guò)對(duì)某些推論的導(dǎo)出過(guò)程,體驗(yàn)物理規(guī)律“條件”的意義和重要性,明確很多規(guī)律都是有條件的,科學(xué)的推理也有條件性.
本章不僅要求理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,會(huì)在實(shí)際問(wèn)題中應(yīng)用規(guī)律,還要求我們要重視運(yùn)動(dòng)規(guī)律與學(xué)生生活、現(xiàn)代社會(huì)及科學(xué)發(fā)展的聯(lián)系.鼓勵(lì)學(xué)生大膽實(shí)驗(yàn),激發(fā)探究的興趣,經(jīng)過(guò)思考討論的過(guò)程,逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度.在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間的關(guān)系、位移與時(shí)間的關(guān)系時(shí),體會(huì)公式表述和圖象表述的優(yōu)越性,為進(jìn)一步應(yīng)用規(guī)律奠定基礎(chǔ),體會(huì)數(shù)學(xué)在處理問(wèn)題中的重要性.通過(guò)史實(shí)了解伽利略研究自由落體所用的實(shí)驗(yàn)和推論方法,體會(huì)科學(xué)推理的重要性,提高自己的科學(xué)推理能力.
在本章教學(xué)過(guò)程中,要教給學(xué)生養(yǎng)成根據(jù)題意畫(huà)出物體運(yùn)動(dòng)示意圖的習(xí)慣,畫(huà)圖可使運(yùn)動(dòng)過(guò)程直觀、清晰,便于分析研究.由于本章公式較多,且各公式間有相互聯(lián)系,因此,本章的題目??梢活}多解.解題時(shí)要思路開(kāi)闊,聯(lián)想比較,篩選最簡(jiǎn)捷的解題方案.解題時(shí)除采用常規(guī)的解析法外,圖象法、比例法、極值法、逆向轉(zhuǎn)換法(如將一勻減速直線運(yùn)動(dòng)視為反向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)等)等也是本章解題中常用的方法.
本章共六節(jié),建議用9課時(shí).各節(jié)課時(shí)建議安排如下:
1實(shí)驗(yàn):探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律2課時(shí)
2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系2課時(shí)
3勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系1課時(shí)
4勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系1課時(shí)
5自由落體運(yùn)動(dòng)2課時(shí)
6伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究1課時(shí)
1實(shí)驗(yàn):探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律
整體設(shè)計(jì)
本節(jié)是個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn),用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車(chē)在重物牽引下的運(yùn)動(dòng),探究小車(chē)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和規(guī)律.教學(xué)的核心是引導(dǎo)學(xué)生實(shí)際研究小車(chē)在運(yùn)動(dòng)中速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,目的是讓學(xué)生通過(guò)科學(xué)探究活動(dòng)來(lái)完成.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索過(guò)程,體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律探索的方法.小車(chē)在重物牽引下運(yùn)動(dòng)看似簡(jiǎn)單,但就其研究問(wèn)題的過(guò)程和方法是具有基礎(chǔ)性和典型性的.重視獲取知識(shí)的過(guò)程,讓學(xué)生體驗(yàn)一種從實(shí)驗(yàn)研究中獲取數(shù)據(jù),作出圖象,分析圖象,尋找規(guī)律的科學(xué)思維方法和能力.這種科學(xué)思維方法貫穿整個(gè)物理實(shí)驗(yàn),因此教學(xué)中必須讓學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn).教材設(shè)計(jì)這個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)為一節(jié),建議用2課時(shí)完成.
教學(xué)重點(diǎn)
1.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖象.
2.由v-t圖象得出小車(chē)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.
教學(xué)難點(diǎn)
1.實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程注意事項(xiàng).
2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理.
課時(shí)安排
2課時(shí)
三維目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并熟練操作.會(huì)運(yùn)用已學(xué)知識(shí)處理紙帶,求各點(diǎn)瞬時(shí)速度.
2.會(huì)用表格法處理數(shù)據(jù),并合理猜想.巧用v-t圖象處理數(shù)據(jù),觀察規(guī)律.
3.掌握畫(huà)圖象的一般方法,并能用簡(jiǎn)潔語(yǔ)言進(jìn)行闡述.
過(guò)程與方法
1.初步學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、完成某種規(guī)律的探究方法.對(duì)打出的紙帶,會(huì)用近似的方法得出各點(diǎn)瞬時(shí)速度.
2.初步學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行猜測(cè)、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法.
3.認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)化繁為簡(jiǎn)的工具作用,直觀地運(yùn)用物理圖象展現(xiàn)規(guī)律,驗(yàn)證規(guī)律.
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過(guò)對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì),培養(yǎng)積極主動(dòng)思考問(wèn)題的習(xí)慣,并鍛煉思考的全面性、準(zhǔn)確性與邏輯性.
2.通過(guò)對(duì)紙帶的處理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖象展現(xiàn),培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,能靈活地運(yùn)用科學(xué)方法來(lái)研究問(wèn)題、解決問(wèn)題,提高創(chuàng)新意識(shí).
課前準(zhǔn)備
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、導(dǎo)線、紙帶、帶滑輪的長(zhǎng)木板、小車(chē)、鉤碼、細(xì)線、復(fù)寫(xiě)紙片、刻度尺.
教學(xué)過(guò)程
導(dǎo)入新課
情景導(dǎo)入
放眼所見(jiàn),物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律各不相同.如圖2-1-1,飛機(jī)著陸時(shí)的運(yùn)動(dòng),火車(chē)出站時(shí)的運(yùn)動(dòng),鳥(niǎo)兒在空中飛行……這些物體遵循什么樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律?
圖2-1-1
速度是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,用它可以描述物體的具體運(yùn)動(dòng)情況,我們可以通過(guò)機(jī)動(dòng)車(chē)的速度計(jì)得知機(jī)車(chē)某時(shí)刻的速度大小.在實(shí)驗(yàn)中怎樣才能得知各個(gè)時(shí)刻物體運(yùn)動(dòng)速度的大小呢?通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們將知道怎樣解決這一問(wèn)題.
案例導(dǎo)入
我們利用課余時(shí)間自己想辦法探究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.小明同學(xué)利用頻閃相機(jī)在公路旁拍攝了摩托車(chē)運(yùn)動(dòng)的情景,他拍攝的照片如圖2-1-2所示:
圖2-1-2
你能根據(jù)照片分析出摩托車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況嗎?你分析的依據(jù)是什么?
復(fù)習(xí)導(dǎo)入
(展示課件)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造如圖2-1-3.
圖2-1-3
復(fù)習(xí)舊知:1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造及工作原理.
2.瞬時(shí)速度的測(cè)量:時(shí)間比較短時(shí),可用紙帶上與待測(cè)點(diǎn)相鄰的兩點(diǎn)的平均速度來(lái)表示待測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度.
3.用v-t圖象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析.
本節(jié)課我們將利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.
推進(jìn)新課
一、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
要探究一個(gè)物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,必須知道物體在一系列不同時(shí)刻的速度.直接測(cè)量瞬時(shí)速度是比較困難的,本實(shí)驗(yàn)中我們用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先記錄物體在不同時(shí)刻的位置,再通過(guò)對(duì)紙帶的分析,計(jì)算得到各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度.
問(wèn)題探究
問(wèn)題1:如果探究得到小車(chē)在砝碼拉動(dòng)下在平直的長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng),紙帶上打出的點(diǎn)與點(diǎn)的間隔距離近似相等,那么小車(chē)做什么運(yùn)動(dòng)?
結(jié)論猜想:紙帶上相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔相同,而點(diǎn)與點(diǎn)間的距離近似相等,則小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng).
問(wèn)題2:在探究小車(chē)帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí),紙帶上的點(diǎn)與點(diǎn)間的距離不等,那么小車(chē)做什么運(yùn)動(dòng)?
結(jié)論猜想:紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)間的距離不相等,說(shuō)明相同時(shí)間內(nèi)位移不相等,小車(chē)做變速運(yùn)動(dòng).
點(diǎn)評(píng):通過(guò)探究這兩個(gè)問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)物理知識(shí)大膽猜想的良好科學(xué)品質(zhì),通過(guò)回答問(wèn)題提高學(xué)生語(yǔ)言概括表達(dá)能力.若要了解做變速運(yùn)動(dòng)小車(chē)的速度與時(shí)間的變化規(guī)律,就必須求出打每一個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度.速度求出來(lái)了,由加速度定義式a=便可求出相鄰兩點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度,便可看出運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度是否變化,這些問(wèn)題需要我們先進(jìn)行完實(shí)驗(yàn)才能處理.
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br> 探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化規(guī)律.
2.實(shí)驗(yàn)器材
①附有滑輪的長(zhǎng)木板②小車(chē)③帶小鉤的細(xì)線④25g的鉤碼3個(gè),也可以用50g的鉤碼或用沙子和小桶代替鉤碼,用彈簧秤或天平稱量⑤打點(diǎn)計(jì)時(shí)器⑥紙帶⑦刻度尺
⑧學(xué)生電源、導(dǎo)線
3.實(shí)驗(yàn)原理
把紙帶跟運(yùn)動(dòng)的物體連接在一起,并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.這樣紙帶上的點(diǎn)不但記錄了物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,而且相應(yīng)地表示運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置.研究這些點(diǎn)的情況,就可以了解物體的運(yùn)動(dòng)情況.
問(wèn)題探究
小明與他的同伴在做探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí),由于他的同伴不太明確該實(shí)驗(yàn)的目的及原理,他從實(shí)驗(yàn)室里借取了如下器材:①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;②天平;③低壓直流電源;④細(xì)繩;⑤紙帶;⑥小車(chē);⑦鉤碼;⑧秒表;⑨一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板.
小明看后覺(jué)得不妥,讓我們共同討論一下,哪些器材必須使用,哪些多余,還缺少什么器材.
交流討論:1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器,因此不需要秒表來(lái)測(cè)時(shí)間,故⑧多余.
2.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓交流電源,因此③低壓直流電源多余,然后,器材中沒(méi)有低壓交流電源,故缺少低壓交流電源.
3.該實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)量小車(chē)或鉤碼的質(zhì)量,故②天平多余.
結(jié)論:必須使用的器材有:①④⑤⑥⑦⑨
多余的器材有:②③
缺少的器材有:低壓交流電源.
方法小結(jié):實(shí)驗(yàn)器材的選取不能死記硬背,在記憶時(shí)要結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)過(guò)程.
4.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)如圖2-1-4所示,把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端,連接好電路.
圖2-1-4
(2)把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上,使細(xì)繩跨過(guò)滑輪,下邊掛上合適的鉤碼,放手后,看小車(chē)能否在木板上平衡地加速滑行,然后把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并把紙帶的一端固定在小車(chē)的后面.
(3)把小車(chē)停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源,后釋放小車(chē),讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn),再按同樣的方法(不改變鉤碼)打出兩條紙帶.從這三條紙帶中選用一條點(diǎn)跡清晰的,計(jì)為紙帶Ⅰ.
(4)增加一個(gè)鉤碼,按上述方法打出紙帶Ⅱ.
(5)在打紙帶Ⅰ的基礎(chǔ)上減少一個(gè)鉤碼,仍按上述方法打出紙帶Ⅲ.
(6)整理器材.
課堂訓(xùn)練
在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,小明與他同伴操作中有以下實(shí)驗(yàn)步驟,其中有錯(cuò)誤或遺漏的步驟有(遺漏步驟可編上序號(hào)G、H……)_______________________.
A.拉住紙帶,將小車(chē)移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先放開(kāi)紙帶,再接通電源
B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上,并接好電路
C.把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上,細(xì)繩跨過(guò)定滑輪,下面吊著適當(dāng)?shù)你^碼
D.取下紙帶
E.將平板一端抬高,輕推小車(chē),使小車(chē)能在平板上做加速運(yùn)動(dòng)
F.將紙帶固定在小車(chē)后部,并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔
將以上步驟完善并按合理的順序?qū)懺跈M線上________________.
交流討論:在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,要先接通電源,再放開(kāi)紙帶.在取下紙帶前要先斷開(kāi)電源.為了減小誤差,應(yīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次即打3條紙帶.
參考答案:(1)A中應(yīng)先接通電源,再放開(kāi)紙帶.
(2)D中取下紙帶前應(yīng)先斷開(kāi)電源.
(3)補(bǔ)充步驟G:換上新紙帶,重復(fù)3次.
步驟順序?yàn)椋築FCADG.
學(xué)生分組交流討論該實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)并歸納:
注意事項(xiàng):1.開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí),應(yīng)使小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
2.實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先接通電源,再放開(kāi)小車(chē).
3.要防止鉤碼下落時(shí)與地板相碰,可在地板上事先放幾本書(shū).
4.要防止小車(chē)與定滑輪相碰,可用中、食指叉開(kāi)跨過(guò)細(xì)線放在滑輪前事先等著小車(chē).
5.牽引小車(chē)的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng),以便使在長(zhǎng)度為50cm的紙帶上清晰地取得5——6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜.
6.細(xì)線一定要與長(zhǎng)木板平行.
二、處理數(shù)據(jù)
同學(xué)們做完了實(shí)驗(yàn),每組學(xué)生手中都有了三條點(diǎn)跡清晰的紙帶.
問(wèn)題:根據(jù)紙帶上的點(diǎn),如何探究小車(chē)速度與時(shí)間的關(guān)系?
交流討論:1.紙帶上每一點(diǎn)的速度可以利用前后相鄰兩點(diǎn)的平均速度來(lái)表示.
2.相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s,為了便于研究計(jì)算,每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).計(jì)算時(shí)T=0.1s,利用計(jì)數(shù)點(diǎn)求速度.
3.紙帶上的點(diǎn)跡前一部分過(guò)于密集,測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)誤差較大,把前一部分的點(diǎn)跡舍掉.
結(jié)論:合理的數(shù)據(jù)處理如下:
1.對(duì)每條紙帶(即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)都舍掉開(kāi)頭一些過(guò)于密集的點(diǎn)跡,找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn),且每隔4個(gè)點(diǎn)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).
2.對(duì)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ條紙帶分別進(jìn)行測(cè)量,并計(jì)算小車(chē)對(duì)應(yīng)各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度并填入下表.
位置(計(jì)數(shù)點(diǎn))01234567
時(shí)間(s)00.10.20.30.40.50.60.7
速度(m/s)紙帶Ⅰ
紙帶Ⅱ
紙帶Ⅱ
3.以速度v為縱軸,時(shí)間t為橫軸建立平面直角坐標(biāo)系,并根據(jù)表中數(shù)據(jù)給坐標(biāo)軸適當(dāng)刻度.特別注意要標(biāo)明各軸的單位.
4.分別根據(jù)表中紙帶(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系中描點(diǎn),并分析對(duì)應(yīng)每條紙帶描出點(diǎn)的分布規(guī)律.
5.作出每條紙帶對(duì)應(yīng)的v-t圖象.
6.從圖象上分析小車(chē)的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律.
問(wèn)題探究
問(wèn)題一:測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)用刻度尺測(cè)量相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的長(zhǎng)度,還是用刻度尺對(duì)齊各計(jì)數(shù)點(diǎn)(不移動(dòng)尺子)讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間長(zhǎng)度值?
問(wèn)題二:為什么用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?
問(wèn)題三:如何由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖象?
問(wèn)題四:如何由實(shí)驗(yàn)得出的v-t圖象,進(jìn)一步得出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律?
交流討論:1.測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)最好用刻度尺對(duì)齊各計(jì)數(shù)點(diǎn)(不移動(dòng)尺子)讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間長(zhǎng)度值,這樣可以避免測(cè)量誤差的積累.
2.為什么用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
在科學(xué)上,為了描述實(shí)驗(yàn)中測(cè)量值之間的關(guān)系,先將其在坐標(biāo)系中描點(diǎn),然后根據(jù)這些點(diǎn)的分布趨向,用一條平滑曲線(包括直線)連接這些點(diǎn),盡量讓多數(shù)點(diǎn)落在曲線上,不在曲線上的點(diǎn)應(yīng)使點(diǎn)數(shù)在曲線兩側(cè)大致一般多,這種方法叫“擬合”.
“擬合”法處理數(shù)據(jù)能夠直觀形象地反映數(shù)據(jù)的分布規(guī)律,進(jìn)而找出所要探究的問(wèn)題或物理量的特點(diǎn)及所遵循的規(guī)律.
3.如何由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖象
(1)根據(jù)變量函數(shù)的關(guān)系確定坐標(biāo)軸:橫軸——時(shí)間軸,縱軸——速度軸.
(2)描點(diǎn)作圖.作圖時(shí)應(yīng)把盡量多的點(diǎn)連在一條曲線(或直線上),不能連在線上的點(diǎn)應(yīng)盡量使分居在線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)相同.
(3)根據(jù)作出的圖象分析變量之間的函數(shù)關(guān)系.
4.如何由實(shí)驗(yàn)得出的v-t圖象進(jìn)一步得出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律?
我們可以從兩條途徑進(jìn)行:
圖2-1-5
一是通過(guò)直接分析圖象(圖2-1-5)的特點(diǎn)得到.小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜的直線,那么當(dāng)時(shí)間增加相同的值Δt,速度也會(huì)增加相同的值Δv.也就是得出結(jié)論:
小車(chē)的速度隨時(shí)間均勻增加(或變化).
二是通過(guò)得出函數(shù)關(guān)系式進(jìn)一步得到,既然小車(chē)的v-t圖象是一條傾斜的直線,那么v隨t變化的函數(shù)關(guān)系式為v=kt+b,顯然v與t成“線性關(guān)系”,小車(chē)的速度隨時(shí)間均勻增加(或變化).
課堂訓(xùn)練
小車(chē)牽引紙帶沿斜面下滑,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖2-1-6所示.已知打點(diǎn)周期為0.02s.根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)填寫(xiě)表格并求出平均加速度,作出v-t圖象.
圖2-1-6打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶記錄了小車(chē)沿斜面下滑時(shí)的時(shí)間與位移
表一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
分段第1段第2段第3段第4段第5段第6段
時(shí)間t/s0——0.10.1——0.20.2——0.30.3——0.40.4——0.50.5——0.6
各段位移x/m1.45×10-22.45×10-23.55×10-24.55×10-25.60×10-26.65×10-2
平均速度v/(ms-1)
表二相鄰段加速度值
相鄰段1——2段2——3段3——4段4——5段5——6段
加速度a/(ms-2)
分析:已知每段的位移與時(shí)間,可求得各段的平均速度,由速度和時(shí)間關(guān)系可求得加速度.
解答:表一數(shù)據(jù)分析:
據(jù)=得,各段平均速度分別為
==m/s=1.45×10-1m/s
==m/s=2.45×10-1m/s
==m/s=3.55×10-1m/s
==m/s=4.55×10-1m/s
==m/s=5.60×10-1m/s
==m/s=6.65×10-1m/s
其v-t圖象如圖2-1-7所示.
圖2-1-7
表二數(shù)據(jù)分析:
各段的平均速度可以認(rèn)為是該段中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,也可以粗略地認(rèn)為是該段開(kāi)始時(shí)的瞬時(shí)速度.因此,兩相鄰速度所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就等于0.02×5s=0.1s.
根據(jù)a=得知:
a1==m/s2=1.0m/s2
據(jù)相同的做法可求得:a2=1.1m/s2a3=1.0m/s2a4=1.05m/s2a5=1.05m/s2
平均加速度==m/s2=1.04m/s2.
問(wèn)題:在描點(diǎn)作v-t圖象之前我們先求出打某一點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度,我們是利用t時(shí)刻附近一小段時(shí)間Δt內(nèi)的平均速度代替t時(shí)刻的瞬時(shí)速度.Δt取得越小越好嗎?在描點(diǎn)作圖的過(guò)程中我們?cè)撟⒁馐裁矗?br> 教師展示課件(Δt過(guò)小出現(xiàn)的問(wèn)題,作圖過(guò)程中應(yīng)該注意的事項(xiàng))
1.該實(shí)驗(yàn)中是用t時(shí)刻附近一小段時(shí)間Δt內(nèi)的平均速度代替t時(shí)刻的瞬時(shí)速度.從原理上講Δt越小,Δt內(nèi)的平均速度越趨近t時(shí)刻的瞬時(shí)速度.但實(shí)驗(yàn)上Δt很小時(shí),相應(yīng)位移也變小,使位移測(cè)量的相對(duì)誤差增大,反而使實(shí)驗(yàn)誤差增大,因此,Δt不宜過(guò)長(zhǎng)也不宜過(guò)短.另外,學(xué)完勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律后,我們會(huì)有精確的方法測(cè)某時(shí)刻的瞬時(shí)速度.
2.注意事項(xiàng):(1)建立v-t坐標(biāo)系,給坐標(biāo)軸刻度時(shí),要注意結(jié)合具體的測(cè)量數(shù)據(jù),最小刻度值不宜太大,也不宜太小,以免描出的點(diǎn)分布太稀或太密,盡量使得描出的各點(diǎn)均勻布滿坐標(biāo)平面.
(2)作圖象時(shí),應(yīng)用平滑的曲線連接各點(diǎn),不能出現(xiàn)折線.如果有些點(diǎn)不在連線上,應(yīng)使曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同.
(3)如果有個(gè)別點(diǎn)明顯遠(yuǎn)離趨勢(shì)線,則可判定該點(diǎn)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的,應(yīng)舍棄該點(diǎn).
學(xué)生活動(dòng):利用自己手中的紙帶,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,描繪出v-t圖象,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.
問(wèn)題探究
學(xué)生作出的v-t圖象,各點(diǎn)并不是嚴(yán)格地在同一直線上,造成誤差的原因是什么?為了減少誤差,應(yīng)采取什么措施?你得出了什么結(jié)論?
1.該實(shí)驗(yàn)中作出的v-t圖象,很可能各點(diǎn)并不是嚴(yán)格在同一條直線上,這樣的誤差主要來(lái)源于:(1)對(duì)紙帶的測(cè)量;(2)求瞬時(shí)速度運(yùn)算時(shí)有效數(shù)字的取舍;(3)對(duì)坐標(biāo)軸的刻度;(4)描點(diǎn)時(shí)對(duì)各點(diǎn)位置的確定.
2.針對(duì)上述誤差產(chǎn)生的原因,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)盡量采取有效措施來(lái)減少誤差.重要的方法之一就是要細(xì)心、認(rèn)真.
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:(1)物體的速度—時(shí)間圖象能反映出物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.
(2)小車(chē)做的是速度越來(lái)越大的加速直線運(yùn)動(dòng),且速度隨時(shí)間是均勻增加的,它的速度—時(shí)間圖象是一條傾斜直線.
(3)牽引力越大時(shí),小車(chē)的速度增加得越快,即加速度越大.
方法拓展
在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化規(guī)律時(shí)通常是測(cè)量?jī)捎?jì)數(shù)點(diǎn)間隔的距離,用v=,計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度,然后再用描述法求其運(yùn)動(dòng)規(guī)律.
下面是某同學(xué)的另一種做法,你認(rèn)為有道理嗎?并談一下你的觀點(diǎn).
某同學(xué)在打出的紙帶上每5點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),共取了7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),用以下方法繪制小車(chē)的v-t圖象.先把紙帶每隔0.1s剪斷,得到6個(gè)短紙條.再把這些紙條并排貼在一張紙上,使這些紙條下端對(duì)齊,作為時(shí)間坐標(biāo)軸,標(biāo)出時(shí)間.最后將紙條上端中心連接起來(lái),于是得到v-t圖象,如圖2-1-8所示.
圖2-1-8
點(diǎn)評(píng):培養(yǎng)學(xué)生把數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用在物理當(dāng)中,體會(huì)物理與數(shù)學(xué)的密切關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,提高學(xué)生利用舊知識(shí)解決新問(wèn)題的能力.
思維分析:(1)因?yàn)槲覀兪前衙慷渭垘чL(zhǎng)當(dāng)作縱坐標(biāo)v值,把紙帶寬當(dāng)作時(shí)間間隔,那么紙帶的面積在數(shù)值上應(yīng)等于該時(shí)間段內(nèi)的位移,即v-t圖線在該時(shí)間段內(nèi)梯形的面積,才符合v-t圖.而兩小三角形面積全等,見(jiàn)圖2-1-9,故可由此方法得到v-t圖象.(2)用求直線斜率得加速度值a=.
圖2-1-9
閱讀材料(課件展示)
1.用計(jì)算機(jī)繪制v-t圖象
用Excel繪制圖象時(shí),注意輸入數(shù)據(jù)時(shí)用“依次”二字,在Excel工作簿中先輸入自變量時(shí)間,在相鄰一列中輸入對(duì)應(yīng)的速度值,輸入順序不對(duì),所畫(huà)的圖象也不對(duì).具體做法如下:
打開(kāi)Excel工作簿可以看到行和列,行號(hào)用1、2、3……表示;列號(hào)用A、B、C……表示.將自變量時(shí)間的數(shù)值從某一單元格開(kāi)始輸入,在同一列中將其他時(shí)間值一一輸入.在相鄰的右側(cè)一列中將速度值一一輸入,注意速度值要與時(shí)間值相對(duì)應(yīng).也可以在同一行中依次輸入時(shí)間和速度,下一行中再次輸入第二組時(shí)間和速度,直至全部輸入完畢.用鼠標(biāo)選中這些數(shù)據(jù),再用鼠標(biāo)左鍵單擊“圖表向?qū)А卑粹o,出現(xiàn)“圖表類(lèi)型”窗口,選“散點(diǎn)圖”,選“確定”按鈕,彈出“圖表標(biāo)題輸入框”,輸入相應(yīng)的字符后選“下一步”按鈕,直到“完成”.出現(xiàn)由點(diǎn)組成的圖表,用鼠標(biāo)右鍵單擊繪圖區(qū)中任何一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),出現(xiàn)下拉式菜單,選“添加趨勢(shì)線”,彈出添加趨勢(shì)線窗口,選擇“線性”趨勢(shì);打開(kāi)該窗口的“選項(xiàng)”卡,對(duì)其中“顯示公式”左側(cè)的小方格用鼠標(biāo)左鍵單擊出現(xiàn)“√”號(hào)后,按“確定”.則圖表框中出現(xiàn)一條直線,這就是經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)做最佳“擬合”后的v-t圖象,并顯示出一個(gè)表明該圖象的函數(shù)式.
2.圖象在社會(huì)、生活中的應(yīng)用
現(xiàn)代社會(huì),圖象和文字一樣,已經(jīng)成為人們進(jìn)行研究、交流的一個(gè)重要手段.科學(xué)家、工程師、社會(huì)學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家……社會(huì)上不同行業(yè)的人們正在越來(lái)越多地運(yùn)用圖象.
圖2-1-10展示了世界人口每增加大約10億所經(jīng)歷的時(shí)間.由圖象可知,世界人口每增加10億的時(shí)間間隔越來(lái)越短,這揭示了人口大爆炸危機(jī).但是在將圖象外推時(shí)一定要謹(jǐn)慎,外推圖象時(shí)需要綜合考慮各方面的因素.
圖2-1-10世界人口隨時(shí)間的變化
課堂小結(jié)
本節(jié)課探究了小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及目的的探究得出實(shí)驗(yàn)器材及實(shí)驗(yàn)步驟,通過(guò)紙帶分析可以得到物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,最終得出小車(chē)速度時(shí)間圖象為一條傾斜直線.
規(guī)律方法總結(jié):1.因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器結(jié)合紙帶能記錄物體在一系列不同時(shí)刻的位置,所以通過(guò)紙帶分析可以得到物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,電火花計(jì)時(shí)器及閃光照相的原理與之類(lèi)似,也可以應(yīng)用.
2.求紙帶上某點(diǎn)速度時(shí)一般用一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度代替,在學(xué)完勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律后,還有更準(zhǔn)確的方法.
布置作業(yè)
1.教材第33頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”第1、3題.
2.模擬打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
如圖2-1-11所示,兩位同學(xué)進(jìn)行跑步比賽時(shí),為了了解自己的加速情況,他們分別拿著底部穿孔、滴水比較均勻的飲料瓶一起跑,然后通過(guò)地上的水印分析他們的速度變化情況.請(qǐng)你和同學(xué)們一起試一試,并說(shuō)一說(shuō)其中的道理.
圖2-1-11
板書(shū)設(shè)計(jì)
1實(shí)驗(yàn):探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律
探究小車(chē)速度隨
時(shí)間變化的規(guī)律
活動(dòng)與探究
課題:用照相機(jī)從側(cè)面給正在快速運(yùn)動(dòng)的人或車(chē)拍照時(shí),有時(shí)會(huì)得到一張邊緣模糊的照片.你能由這張照片和相機(jī)快門(mén)的速度得到這張照片所拍的人或物的運(yùn)動(dòng)速度嗎?
分析:1.根據(jù)模糊的照片可測(cè)出兩邊緣的距離.
2.根據(jù)人或物與照片的比例算出人或物的實(shí)際位移.
3.根據(jù)相機(jī)快門(mén)的速度求出此過(guò)程所用的時(shí)間.
4.利用v=求出人或物的運(yùn)動(dòng)速度.
結(jié)論:能由這張照片和相機(jī)快門(mén)的速度得到這張照片所拍的人或物的運(yùn)動(dòng)速度.
習(xí)題詳解
1.解答:(1)見(jiàn)下表
時(shí)間t/s051015202530
速度v/(kmh-1)54596570768186
速度v/(ms-1)1516.418.119.421.122.523.9
(2)如圖2-1-12
圖2-1-12
(3)可認(rèn)為是一條直線
2.解答:a做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為15m/s;b做初速度為零、加速度為1.75m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng);c做初速度為4m/s、加速度為0.67m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),6s時(shí)速度為0.
3.解答:(1)圖2-1-13.
圖2-1-13
(2)剪下的紙條長(zhǎng)度表示0.1s時(shí)間內(nèi)位移大小,可近似認(rèn)為速度v=.v∝Δx,紙條長(zhǎng)度可認(rèn)為表示速度.
4.略.
設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)
本教學(xué)設(shè)計(jì)首先通過(guò)教師展示課件復(fù)習(xí)舊知,然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生總結(jié)出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源,以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確處理.先熟知操作過(guò)程各種可能結(jié)果,然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),使學(xué)生既提高了技能,又快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行探究.